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摘要：随着信息科学与计算机技术的发展，电子地图技术得到广泛应用。电子地图在长输管道测量工程中的应用尽管时间较短，但其优点已经突显，本文通过分析电子地图及其应用特点，针对其在长输管道测量工程中的应用做详细论述，给予相近工程提供参考。
关键词：电子地图；长输管道；测量工程
Abstract: With the development of information science and computer technology, electronic map technology has been widely applied. Electronic map application in pipeline engineering survey of long distance although time is short, but its advantages have been highlighted, this article analyzes the characteristics of electronic map and its application in the detailed elaboration, long distance pipeline measurement in engineering application, to provide reference for similar projects.
Keywords: electronic map; pipeline; measurement engineering
中圖分类号：TU832.2+2 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
随着信息科学与计算机技术的发展, 特别是计算机图形学、多媒体技术、数据库技术、地理信息技术、网络技术的快速发展, 电子地图技术得到迅速发展。长输管道采用传统的测设方法存在很多弊端，精确度和有效性很难得到保障，电子地图在长输管道测量工程中的应用解决了这些问题，本文分析了电子地图在长输管道测量工程中的应用。
1 电子地图
电子地图就是利用成熟的网络技术、通信技术、地理信息系统技术，实现一种新的地图服务方式。电子地图是按载体介质分类的一种，它是以数字形式表示的，具有在屏幕上动态显示、编辑、查询、检索、分析和决策等功能的新型地图产品。
电子地图即数字化地图, 存储于数字存储介质上, 以可视化的地图为背景, 用文本、照片、图表、声音、动画、视频等为表现手段, 展示制图区域综合面貌的现代信息产品，是集多媒体数据库、地理信息系统、空间信息多媒体可视化系统为一体的复杂信息巨系统。
电子地图与传统地图相比较有着本质的不同, 具体表现在以下方面：（1）信息载体不同；（2）表示方法不同, 具有动态性、多维化和超媒体集成性；（3）阅读过程的交互性。
2 电子地图应用特点
从电子地图的特点来看，电子地图的载体、表示方法、显示方式、阅读过程与传统纸质地图相比均发生了巨大变化，相应的地图方法也应随之改变。
在传统地图应用中, 除通过阅读地图获取定性的地图信息外, 还要结合地图量算法、图解分析法、数理统计法等进一步获取地图上的量化信息, 这几种方法的运用都需要专门的知识、复杂的计算方法以及必要的仪器设备。
在电子地图中, 地图量算(包括距离量算、面积量算、体积量算 )可以通过简单的算法在地图设计过程中来实现, 当我们需要量算时, 只要在屏幕上指定需要量算距离的两点、需要量算面积的面状符号、需要量算体积的图形区域及高程变化, 不再需要直尺、分规、曲线计、求积仪, 也不再需要进行复杂的计算,而且也不会出现量算误差和计算误差，量算精度主要取决于地图比例尺, 精度更高、更准确，对地图要素相关性的分析和综合分析则可采用叠置分析法。即将同一地区同一比例尺多种要素地图叠置起来, 综合分析和评价所有被叠置要素在地域上或结构上的相关性；或将不同时期反映同一要素的地图叠置起来进行多时相综合分析, 则可以反映现象随时间的动态变化。对于某些要素的数理统计数据和分布特征则可以通过建立统计模型来实现, 比如回归模型和聚类模型等。这种数理统计模型的方法也是传统地图中常用的, 也是获取深层地图信息的重要的或者说是必不可少的手段，但是由于这种模型方法建立与解算都非常复杂, 对于普通地图用户来说很少使用, 也就制约了模型方法的应用，而今天计算机强大的数据处理能力为这种模型方法的推广应用提供了很好的基础和平台, 将数理统计模型嵌入到电子地图中, 可以实现对地图信息的深入分析和地图的普及应用,更好地发挥地图效益。
在电子地图中, 还有两项非常重要的功能, 即网络分析和DEM分析。网络分析即线状要素的拓扑结构分析, 如道路与河流的拓扑结构，最有用或者说最常用的方法是最短路径和最优路径分析。在一般城市电子地图的查询中一般都提供这两项功能, 对于指定的两点, 给出距离最近和时间最短两种方案。在传统纸质地图中要实现对地形的基本分析, 一般利用绘制剖面图和观察线法进行地形坡度分析量算和通视分析，在电子地图中, DEM 是在计算机中表示地形高程的专用数据模型, 利用这种模型可实现基本的地形量算和分析, 直观反映地面起伏形态, 并进行复杂的坡度计算及绘制坡度等值线等。
3电子地图在长输管道测量工程中的应用
从长输管道地形勘测、初步设计、施工图设计到施工测量等各个阶段，电子地图在长输管道测量工程中为管道线路的安排和选择提供优化，也为工程施工提供了丰富的基础空间数据，其应用在大型管道工程建设中取得了很好效果。
3.1 卫星遥感
卫星遥感用于管道建设可行性研究阶段的线路走向选择。通常采用3~5 m分辨率的卫星遥感影像制作1∶5万比例尺的影像图，用来图上初步选线和实地结合。一般的遥感影像比国家1∶5地形图更接近现状，信息更加丰富和更加的直观以及具有更好的可读性，所以采用遥感影像图进行管道线路初选，并附以地形图作为参考，可以获得最佳效益。
实际操作过程中，以遥感影像图为主，结合1∶5万地形图以及地方规划图在计算机上进行线路初选，解析线路折点坐标，借助手持GPS的导航进行实地踏勘，根据踏勘结果调整初选线位，并用手持GPS采集新的线路折点坐标，最终在航空摄影测量生产的正射影像图上进行局部调整并完成定线工作。卫星遥感方式的特点是收集到的遥感信息和所测量区域的实际情况符合度高，在遥感图上进行线路的初选可以更好的避开居民区和经济农作物，可以使得管道线路更加合理化，这样就将野外的工作量大大的减少，将实地踏查效率也在很大程度得以提升。
遥感影像另外一个主要用途是制作长输管道工程概况图。利用遥感影像为背景，可以更好的在影像中将管道大致的划分出来，对于沿线的站场阀室等其他必要设施也可以明确的勾勒出，并且在影像上面可以备注必要的地名和河流以及道路的名称，形成前期管道工程大概的工程计划图。阅览者在遥感影像上面可以看到更加直观丰富的图纸内容，给人一种轻松明确的感觉，对比影像图工程概况还具有明显的层次感，观看者可以更直接更快速的掌握重要遗迹必要的信息和数据。
3.2 航空摄影
在管道建设的初期阶段，我们所采用的测绘方式是运用航空摄影手段。这样可以获取到比例较大的影像图片，在施工设计阶段，可以根据航空摄影出来的图片信息，更加方便的制作施工图纸。
在可行性研究阶段管道线路的基本位置确定后,还要在小范围内进行微调(称为线路优化),这种情况下卫星遥感影像的地面分辨率无法满足优化需要,因此要沿着初步选定的管道中心线进行航飞来获取高分辨率影像(0.2 m),以满足1∶2000比例尺成图要求。航空摄影完成后,通过全数字摄影测量手段生产数字高程模型(DEM)、数字正射影像(DOM)和数字线划图(DLG)。管道设计人员在数字正射影像图上进行线路优化,通过优化形成最终的管道设计中线,测绘人员依据最终设计中线进行正射影像线路走向图、线路带状影像图、线路带状地形图、线路纵断面图制作,其中正射影像线路走向图装订成册形成正射影像线路走向图集,形成初步设计阶段的测绘成果；线路带状影像图和线路纵断面图合成一个图,供业主施工招标用；线路带状影像图、线路带状地形图和线路纵断面图合成一个图,供线路施工图设计用。
航空摄影测量是一种技术含量高的测绘方法。当一测区很大或很狭长时,传统的地面测绘手段就不能适应工程要求的时间性,这时就必须利用航空摄影机在空中摄取地面的影像,通过外业判读,在内业建立航空地面模型,再通过计算机用绘图软件在航空地面模型上测量,直接获得数字地形图。在模型上全面采集高程数据形成数字高程模型,用来纠正航摄影像,同时绘成正射影像图。数字高程模型、数字正射影像图和数字线划图是航空摄影测量方法的典型测绘产品,除用于管道设计和管道施工外,还可用于管道地理信息系统的基础空间数据,通过地理信息系统航空摄影测量产品在管道运营和完整性管理等方面同样发挥着重要作用。
3.3 GPS导航
GPS导航在长输管道建设的过程中同样具有着非常重要的作用，为了保障管道的走向不出现误差，完全是按照正确的实地规划路线，那么设计人员就需要对现场进行多次的勘察和研究，为了精准的记录踏勘路线和管道的转折点坐标位置，通常情况都是使用GPS进行工作。
在野外工作中，工作人员之间的距离相距很远的情况下，所采用的方法都是利用手持GPS进行各自作业所在的位子坐标的确定，然后利用手机交通工具相互发送，利用这种方式可以很好的计算出两者之间相距的直线距离。
在航空摄影测量外业调绘过程中，如果已经有了调绘片的主点坐标数据，就可以利用手持GPS记录调绘片的片号和主点坐标位置，这样对于片号和主点坐标之间就可以更加方便的进行互查。
4 结束语
电子地图使地图真正超越了时间和空间的界限,它正随着计算机、网络、GIS、GPS 等技术的发展而不断的成长, 电子地图将成为未来地图发展的主流，电子地图在长输管道测量工程中应用将更加广泛。
参考文献
[1]王泽怀.卫星遥感和航空摄影技术在长输管道勘察设计中应用的探讨[J]. 石油库与加油站，2009(06).
[2]向波.长输管道建设的多学科研究及应用[J]. 天然气与石油，2003(01).
[3]田鑫，朱军.桃电子地图技术及其进展分析[J]. 计算机与数字工程,2009,37 (2):44-46.
[4]黄凤仙, 胡宝清, 钟业勋. 新技術下电子地图的应用及发展[J]. 广西师范学院学报(自然科学版),2006,23: 189-192.
关键词：电子地图；长输管道；测量工程
Abstract: With the development of information science and computer technology, electronic map technology has been widely applied. Electronic map application in pipeline engineering survey of long distance although time is short, but its advantages have been highlighted, this article analyzes the characteristics of electronic map and its application in the detailed elaboration, long distance pipeline measurement in engineering application, to provide reference for similar projects.
Keywords: electronic map; pipeline; measurement engineering
中圖分类号：TU832.2+2 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
随着信息科学与计算机技术的发展, 特别是计算机图形学、多媒体技术、数据库技术、地理信息技术、网络技术的快速发展, 电子地图技术得到迅速发展。长输管道采用传统的测设方法存在很多弊端，精确度和有效性很难得到保障，电子地图在长输管道测量工程中的应用解决了这些问题，本文分析了电子地图在长输管道测量工程中的应用。
1 电子地图
电子地图就是利用成熟的网络技术、通信技术、地理信息系统技术，实现一种新的地图服务方式。电子地图是按载体介质分类的一种，它是以数字形式表示的，具有在屏幕上动态显示、编辑、查询、检索、分析和决策等功能的新型地图产品。
电子地图即数字化地图, 存储于数字存储介质上, 以可视化的地图为背景, 用文本、照片、图表、声音、动画、视频等为表现手段, 展示制图区域综合面貌的现代信息产品，是集多媒体数据库、地理信息系统、空间信息多媒体可视化系统为一体的复杂信息巨系统。
电子地图与传统地图相比较有着本质的不同, 具体表现在以下方面：（1）信息载体不同；（2）表示方法不同, 具有动态性、多维化和超媒体集成性；（3）阅读过程的交互性。
2 电子地图应用特点
从电子地图的特点来看，电子地图的载体、表示方法、显示方式、阅读过程与传统纸质地图相比均发生了巨大变化，相应的地图方法也应随之改变。
在传统地图应用中, 除通过阅读地图获取定性的地图信息外, 还要结合地图量算法、图解分析法、数理统计法等进一步获取地图上的量化信息, 这几种方法的运用都需要专门的知识、复杂的计算方法以及必要的仪器设备。
在电子地图中, 地图量算(包括距离量算、面积量算、体积量算 )可以通过简单的算法在地图设计过程中来实现, 当我们需要量算时, 只要在屏幕上指定需要量算距离的两点、需要量算面积的面状符号、需要量算体积的图形区域及高程变化, 不再需要直尺、分规、曲线计、求积仪, 也不再需要进行复杂的计算,而且也不会出现量算误差和计算误差，量算精度主要取决于地图比例尺, 精度更高、更准确，对地图要素相关性的分析和综合分析则可采用叠置分析法。即将同一地区同一比例尺多种要素地图叠置起来, 综合分析和评价所有被叠置要素在地域上或结构上的相关性；或将不同时期反映同一要素的地图叠置起来进行多时相综合分析, 则可以反映现象随时间的动态变化。对于某些要素的数理统计数据和分布特征则可以通过建立统计模型来实现, 比如回归模型和聚类模型等。这种数理统计模型的方法也是传统地图中常用的, 也是获取深层地图信息的重要的或者说是必不可少的手段，但是由于这种模型方法建立与解算都非常复杂, 对于普通地图用户来说很少使用, 也就制约了模型方法的应用，而今天计算机强大的数据处理能力为这种模型方法的推广应用提供了很好的基础和平台, 将数理统计模型嵌入到电子地图中, 可以实现对地图信息的深入分析和地图的普及应用,更好地发挥地图效益。
在电子地图中, 还有两项非常重要的功能, 即网络分析和DEM分析。网络分析即线状要素的拓扑结构分析, 如道路与河流的拓扑结构，最有用或者说最常用的方法是最短路径和最优路径分析。在一般城市电子地图的查询中一般都提供这两项功能, 对于指定的两点, 给出距离最近和时间最短两种方案。在传统纸质地图中要实现对地形的基本分析, 一般利用绘制剖面图和观察线法进行地形坡度分析量算和通视分析，在电子地图中, DEM 是在计算机中表示地形高程的专用数据模型, 利用这种模型可实现基本的地形量算和分析, 直观反映地面起伏形态, 并进行复杂的坡度计算及绘制坡度等值线等。
3电子地图在长输管道测量工程中的应用
从长输管道地形勘测、初步设计、施工图设计到施工测量等各个阶段，电子地图在长输管道测量工程中为管道线路的安排和选择提供优化，也为工程施工提供了丰富的基础空间数据，其应用在大型管道工程建设中取得了很好效果。
3.1 卫星遥感
卫星遥感用于管道建设可行性研究阶段的线路走向选择。通常采用3~5 m分辨率的卫星遥感影像制作1∶5万比例尺的影像图，用来图上初步选线和实地结合。一般的遥感影像比国家1∶5地形图更接近现状，信息更加丰富和更加的直观以及具有更好的可读性，所以采用遥感影像图进行管道线路初选，并附以地形图作为参考，可以获得最佳效益。
实际操作过程中，以遥感影像图为主，结合1∶5万地形图以及地方规划图在计算机上进行线路初选，解析线路折点坐标，借助手持GPS的导航进行实地踏勘，根据踏勘结果调整初选线位，并用手持GPS采集新的线路折点坐标，最终在航空摄影测量生产的正射影像图上进行局部调整并完成定线工作。卫星遥感方式的特点是收集到的遥感信息和所测量区域的实际情况符合度高，在遥感图上进行线路的初选可以更好的避开居民区和经济农作物，可以使得管道线路更加合理化，这样就将野外的工作量大大的减少，将实地踏查效率也在很大程度得以提升。
遥感影像另外一个主要用途是制作长输管道工程概况图。利用遥感影像为背景，可以更好的在影像中将管道大致的划分出来，对于沿线的站场阀室等其他必要设施也可以明确的勾勒出，并且在影像上面可以备注必要的地名和河流以及道路的名称，形成前期管道工程大概的工程计划图。阅览者在遥感影像上面可以看到更加直观丰富的图纸内容，给人一种轻松明确的感觉，对比影像图工程概况还具有明显的层次感，观看者可以更直接更快速的掌握重要遗迹必要的信息和数据。
3.2 航空摄影
在管道建设的初期阶段，我们所采用的测绘方式是运用航空摄影手段。这样可以获取到比例较大的影像图片，在施工设计阶段，可以根据航空摄影出来的图片信息，更加方便的制作施工图纸。
在可行性研究阶段管道线路的基本位置确定后,还要在小范围内进行微调(称为线路优化),这种情况下卫星遥感影像的地面分辨率无法满足优化需要,因此要沿着初步选定的管道中心线进行航飞来获取高分辨率影像(0.2 m),以满足1∶2000比例尺成图要求。航空摄影完成后,通过全数字摄影测量手段生产数字高程模型(DEM)、数字正射影像(DOM)和数字线划图(DLG)。管道设计人员在数字正射影像图上进行线路优化,通过优化形成最终的管道设计中线,测绘人员依据最终设计中线进行正射影像线路走向图、线路带状影像图、线路带状地形图、线路纵断面图制作,其中正射影像线路走向图装订成册形成正射影像线路走向图集,形成初步设计阶段的测绘成果；线路带状影像图和线路纵断面图合成一个图,供业主施工招标用；线路带状影像图、线路带状地形图和线路纵断面图合成一个图,供线路施工图设计用。
航空摄影测量是一种技术含量高的测绘方法。当一测区很大或很狭长时,传统的地面测绘手段就不能适应工程要求的时间性,这时就必须利用航空摄影机在空中摄取地面的影像,通过外业判读,在内业建立航空地面模型,再通过计算机用绘图软件在航空地面模型上测量,直接获得数字地形图。在模型上全面采集高程数据形成数字高程模型,用来纠正航摄影像,同时绘成正射影像图。数字高程模型、数字正射影像图和数字线划图是航空摄影测量方法的典型测绘产品,除用于管道设计和管道施工外,还可用于管道地理信息系统的基础空间数据,通过地理信息系统航空摄影测量产品在管道运营和完整性管理等方面同样发挥着重要作用。
3.3 GPS导航
GPS导航在长输管道建设的过程中同样具有着非常重要的作用，为了保障管道的走向不出现误差，完全是按照正确的实地规划路线，那么设计人员就需要对现场进行多次的勘察和研究，为了精准的记录踏勘路线和管道的转折点坐标位置，通常情况都是使用GPS进行工作。
在野外工作中，工作人员之间的距离相距很远的情况下，所采用的方法都是利用手持GPS进行各自作业所在的位子坐标的确定，然后利用手机交通工具相互发送，利用这种方式可以很好的计算出两者之间相距的直线距离。
在航空摄影测量外业调绘过程中，如果已经有了调绘片的主点坐标数据，就可以利用手持GPS记录调绘片的片号和主点坐标位置，这样对于片号和主点坐标之间就可以更加方便的进行互查。
4 结束语
电子地图使地图真正超越了时间和空间的界限,它正随着计算机、网络、GIS、GPS 等技术的发展而不断的成长, 电子地图将成为未来地图发展的主流，电子地图在长输管道测量工程中应用将更加广泛。
参考文献
[1]王泽怀.卫星遥感和航空摄影技术在长输管道勘察设计中应用的探讨[J]. 石油库与加油站，2009(06).
[2]向波.长输管道建设的多学科研究及应用[J]. 天然气与石油，2003(01).
[3]田鑫，朱军.桃电子地图技术及其进展分析[J]. 计算机与数字工程,2009,37 (2):44-46.
[4]黄凤仙, 胡宝清, 钟业勋. 新技術下电子地图的应用及发展[J]. 广西师范学院学报(自然科学版),2006,23: 189-192.